1、 有機化學（有機化學（Organic Chemistry） 研究研究有機化合物有機化合物的結構和性質的科學的結構和性質的科學 有機化合物有機化合物 含碳的化合物含碳的化合物一一. . 有機化學和有機化合物有機化學和有機化合物HCNOFPSClBrISiB有機化合物中常見的元素有機化合物中常見的元素( (Vitalism)NH2CNH2ONH4CNO+-inorganicorganicC2H6OHCHHOCHHHHCHHCHHO H二二. . 有機化合物的基本結構有機化合物的基本結構C C CCC C CCCCCCCCCC三三. 經典結構理論經典結構理論+C+HHHHHCHHH+C+HHHHC+

2、HCHCHHCH4H2CCH2C+HHC+CHCHHCCH+C+HHHHHCHHH+C+HHHHC+HCHCHHCH4H2CCH2C+HHC+CHCHHCCH+C+HHHClHCHHClCH3Cl+C+HHHC+HHO+HHCHHCHHOHCH3CH2OH+C+HHHCO+HC+HHHCHHCOCHHHH3CCOCH3CH3CCH3OCH3ClCH3COCH3四四. 雜化軌道理論與有機分子結構雜化軌道理論與有機分子結構n 原子軌道理論（原子軌道理論（s 軌道、軌道、p 軌道）軌道） 共價鍵：兩個帶有自旋反平行單電子軌道的交疊共價鍵：兩個帶有自旋反平行單電子軌道的交疊 （s s 鍵鍵 和和 p

3、p 鍵）鍵） n 雜化軌道理論：成鍵之前原子軌道進行了重組雜化軌道理論：成鍵之前原子軌道進行了重組HCHHHCCHHHHCCHHS S能級的原子軌道能級的原子軌道S S能級的原子軌道是球形對稱的能級的原子軌道是球形對稱的. .P P能級的原子軌道是紡錘形的能級的原子軌道是紡錘形的, ,每個每個P P能級有能級有3 3個原個原子軌道子軌道, ,它們相互垂直它們相互垂直, ,分別以分別以P Px x,P,Py y,P,PZ Z表示表示. . xyzxyzxyz d d能級的原子軌道有能級的原子軌道有5 5個個. .核外電子排布規(guī)則核外電子排布規(guī)則: :2.2.鮑里不相容原理鮑里不相容原理每個原子軌

4、道最多只能容納兩個電子，每個原子軌道最多只能容納兩個電子，且自旋方向必須相反。且自旋方向必須相反。1.1.最低能量原理最低能量原理電子在原子軌道上的排布，要盡可能使電子在原子軌道上的排布，要盡可能使電子的能量最低。電子的能量最低。3.3.洪特規(guī)則洪特規(guī)則電子在等價軌道（能量相同的軌道）上排布電子在等價軌道（能量相同的軌道）上排布時，總是盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。這種排時，總是盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。這種排布，電子的能量最低。布，電子的能量最低。價鍵理論內容價鍵理論內容: :2.2.如果一個原子的未成對電子已經配對，就不再能與其它原如果一個原子的未成對電子已經配對，就不

5、再能與其它原子的未成對電子配對，這就是共價鍵的子的未成對電子配對，這就是共價鍵的飽和性飽和性。一個具有一個具有n n個未成對電子的原子個未成對電子的原子A A可以和可以和n n個只具有一個未成個只具有一個未成對電子的原子對電子的原子B B結合形成結合形成ABnABn。1.1.如兩個原子各有一個未成對電子且自旋反平行，就可偶合如兩個原子各有一個未成對電子且自旋反平行，就可偶合配對，成為一個共價鍵。如原子各有兩個或叁個未成對電子，配對，成為一個共價鍵。如原子各有兩個或叁個未成對電子，可以形成雙鍵或叁鍵可以形成雙鍵或叁鍵。原子的未成對電子數(shù)就是它的原子的價數(shù)。原子的未成對電子數(shù)就是它的原子的價數(shù)。3

6、.3.電子云重疊愈多，形成的鍵愈強，即共價鍵的鍵能與原子電子云重疊愈多，形成的鍵愈強，即共價鍵的鍵能與原子軌道重疊程度成正比，因此要盡可能在電子云密度最大的地軌道重疊程度成正比，因此要盡可能在電子云密度最大的地方重疊，這就是共價鍵的方重疊，這就是共價鍵的方向性方向性。沿鍵軸方向電子云重疊而形成的軌道，電子云分布沿鍵軸呈沿鍵軸方向電子云重疊而形成的軌道，電子云分布沿鍵軸呈圓柱形對稱，稱圓柱形對稱，稱軌道，生成的鍵，稱軌道，生成的鍵，稱鍵。鍵。兩個原子的兩個原子的P P軌道平行，側面電子云有最大的重疊，形成的軌道平行，側面電子云有最大的重疊，形成的軌道稱軌道稱軌道，生成的鍵，稱軌道，生成的鍵，稱鍵

7、。鍵。4.4.能量相近的原子軌道可進行雜化，組成能量相等的雜化軌能量相近的原子軌道可進行雜化，組成能量相等的雜化軌道，這樣可使成鍵能力更強，體系能量降低，成鍵后可達到道，這樣可使成鍵能力更強，體系能量降低，成鍵后可達到最穩(wěn)定的分子狀態(tài)最穩(wěn)定的分子狀態(tài)。 2s 2px 2py 2pz 2s 2px 2py 2pz躍遷躍遷原子軌道重組原子軌道重組4個個sp3軌道軌道C: 1s22s22p2109.5oHCHHHs s 鍵(sp3-s)HCHHs s 鍵(sp3-s)HCHHs s 鍵(sp3-sp3)HCHHCls s 鍵(sp3-p)l 甲烷甲烷(CH4)的的 成鍵示意成鍵示意CHHHHCHHH

8、H軸對稱方式交疊軸對稱方式交疊 2s 2px 2py 2pz 2s 2px 2py 2pz躍遷躍遷原子軌道重組原子軌道重組 3個個sp2軌道軌道 2pz120ol 乙烯乙烯(CH2=CH2)的成鍵示意的成鍵示意Csp2軌道p軌道C+HHHHCHHp軌道CHHCCHHHHs s 鍵(sp2-s)s s 鍵(sp2-sp2)p p 鍵 (p-p)CCHHHCH3s s 鍵(sp2-sp3)OCHCH3s s 鍵(sp2-sp2)p p 鍵 (p-p)pp鍵鍵 側面交疊側面交疊（電子云結合較松散）（電子云結合較松散） 2s 2px 2py 2pz 2s 2px 2py 2pz躍遷躍遷原子軌道重組原子

9、軌道重組sp 2py 2pz180ol乙炔乙炔(CH CH)的成鍵示意的成鍵示意:Csp軌道py+HHCHCHpzCpypzCCHHs s 鍵(sp-s)s s 鍵(sp-sp)2 p p 鍵 (p-p)s s 鍵 (sp-sp2)CCH3CCHCH2五五. 有機反應類型和試劑的分類有機反應類型和試劑的分類六六. 有機化合物的幾何形象與立體結構化學有機化合物的幾何形象與立體結構化學HCHHHHCHHH平平面面模模型型四四面面體體模模型型CH2Cl2HCClHClHCClClHHCHClCl（只只有有一一種種物物質質）CH4（兩兩者者不不同同）HCClIBrHCBrClIHCBrClI一對互為鏡

10、像的立體異構體CHClBrI氯溴碘甲烷（有兩個立體異構體）HCClIBrHCClIBr平平面面模模型型四四面面體體模模型型傘傘形形式式HCBrClI鍵鍵向向后后鍵鍵向向前前在在平平面面上上三者均不同CCCCHHHHHHHHHH鍵鍵線線式式H2CH2CCH2CH2CH2CH2CH3CHCH2CH3CH3CCCCC不不正正確確的的表表達達方方式式H3CCHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CH3H2CH2COCH2CH2OH2CCH2平平面面型型CCHHHHCH3CHCHCH3有有順順反反異異構構體體CCH3CHCH3HCCH3CHHCH3( (雙雙鍵鍵不不能能旋旋轉轉) )H3CCH3H3CC

11、H3鍵鍵線線式式順順式式反反式式ororHCCHCCHH直線型H3CCCCH2CH3CCCH2CH3H3CCH2CH3H3C鍵線式CH3H3C不正確的表達式orl 鏈狀化合物鏈狀化合物l 環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物直鏈直鏈支鏈支鏈碳環(huán)碳環(huán)雜環(huán)雜環(huán)芳環(huán)芳環(huán)不飽和不飽和飽和飽和NO還原還原硝基苯硝基苯C6H5NO2硝基化合物硝基化合物親核加成親核加成乙腈乙腈 CH3C N腈化物腈化物堿或親核試劑堿或親核試劑乙胺乙胺CH3CH2NH2胺胺親核取代、消除親核取代、消除氯乙烷氯乙烷CH3CH2Cl芳香親電取代芳香親電取代苯苯芳烴芳烴親電加成親電加成丁二烯丁二烯CH2=CHCH=CH2二烯二烯親電加成親電加成乙炔乙炔HC CH炔烴炔烴親電加成親電加成乙烯乙烯CH2=CH2烯烴烯烴自由基取代自由基取代乙烷乙烷CH3CH3烷烴烷烴典型反應類型典型反應類型名稱名稱舉例舉例開環(huán)開環(huán)環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷環(huán)氧化合物環(huán)氧化合物乙醚乙醚CH3CH2OCH2CH3醚醚芳香親電取代芳香親電取代苯酚苯酚C6H5OH酚酚親核取代親核取代N-N-甲基乙酰胺甲基乙酰胺CH3CONH(CH3)酰胺酰胺親核取代親核取代乙酸乙酯乙酸乙酯CH3COOCH2CH3酯酯親核